新显微镜刷新脑成像极限，可“透视”活体脑组织 1.1 毫米深度

科技媒体 notebookcheck 昨日（8 月 24 日）发布博文，报道称麻省理工学院研究人员研发出一种“多光子入-声波出”显微镜技术，结合长波长三光子激光与超声检测，实现对活体脑组织内单个细胞的深层成像。

援引博文介绍，该创新显微镜系统能突破传统成像限制，实现对脑组织深层单细胞的高分辨率成像，相关成果已发表在《Light: Science and Applications》期刊上。

该系统的核心是“多光子入-声波出”（Multiphoton-In and Acoustic-Out）双阶段成像原理。首先，设备使用强烈且超短脉冲的长波长“三光子光”（three-photon light）精准照射目标细胞，激发细胞内特定分子。

与传统依赖微弱荧光信号不同，这一方法转而捕捉光吸收引发的细胞微小热胀效应所产生的声波。在细胞吸收光能后，会因温度瞬间上升而发生微小膨胀，从而产生可穿透组织的声波。

系统内的高灵敏超声麦克风可探测这些声波，并将信号转化为精细的三维细胞图像，这种声学信号成像的优势在于可减少光散射影响，从而显著提升成像深度。

在实验中，研究人员利用该技术成功穿透 1.1 毫米厚的人类大脑类器官成像 NAD (P) H 分子，该分子与细胞代谢及神经元活动密切相关。相比现有免标记显微方法，该深度提升了 5 倍，为脑科学研究提供了更广阔的观察空间。

由于无需外加化学染料或进行基因改造，该技术在临床上具有较大应用潜力。研究团队预计，未来可将其用于脑外科手术中对阿尔茨海默病等神经疾病生物标志物的检测。目前相关实验已在体外和离体脑组织中取得成果，下一步计划在活体动物模型中验证其性能。